Fyzika - skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Lasery
Spontánní emise: samovolný přechod z vyššího do nižšího energetického stavu s vyzářením fotonu. Probíhá v nahodilém okamžiku, vzniklé záření je nekoherentní.
Absorpce: atom v nižším energetickém stavu pohltí foton odpovídající frekvence a přejde do vyššího energetického stavu.
Stimulovaná emise: foton dopadá na atom ve vyšším energetickém stavu a přiměje ho k přechodu do nižšího energetického stavu za vyzáření fotonu, původní foton se přitom nepohltí, oba fotony letí stejným směrem a jsou synchronizovány (stejná f i ϕ). Záření se zesiluje a může se lavinovitě šířit.
Stimulovaná absorpce: je proces opačný, stejně pravděpodobný. Je-li více atomů na vyšší energetické hladině, převládá emise, v opačném případě absorpce.
Těleso v termodynamické rovnováze má vždy více atomů na nižších energetických hladinách. Dodáním energie (zahřátím, osvětlením, …) tak, aby převážil počet atomů na vyšší hladině (populační inverze), vzniká aktivní prostředí (při průchodu světla látkou se intenzita světla zvýší).
Excitované hladiny, na nichž může atom setrvávat poměrně dlouhou dobu (10–8 s a více), se nazývají metastabilní hladiny. Nahodilý spontánní návrat atomů z metastabilní hladiny provázený vyzařováním se nazývá luminiscence. Fluorescence – krátkodobá (televizní obrazovka) – nebo fosforescence – dlouhodobé záření (ciferník hodinek).
Laser
Laser je založen na stimulované emisi. Energie dodávaná tělesu musí překročit prahovou mez. Musí být vytvořena zpětná vazba (např. umístěním tělesa mezi 2 zrcadla) – světelný paprsek se zde mnohonásobně odráží, vyvolává další přechody z metastabilní hladiny a sílí. Paprsek je úzce směrován, je vysoce monofrekvenční (všechny fotony kmitají se stejnou fází), je koherentní a nese s sebou značnou energii.
Světelný tlak: , kde J je hustota zářivého toku. U běžných laserů je světelný tlak asi 1 MPa.
Využití v medicíně, k přenosu informací, k prostorovému zobrazení (holografie).
Maser – využití mikrovln.
Typy laserů:
opticky čerpané lasery – energie je dodávána v podobě nekoherentního světla výbojky
rubínový laser – tříhladinový princip: pohlcení světla výbojky , je nezářivý, - laserové záření
neodymový laser – čtyřhladinový princip: pohlcení světla výbojky , je nezářivý, - laserové záření, je nezářivý
plynové lasery – energii získávají při srážkách atomů v elektrickém výboji (helio-neonový laser)
polovodičové lasery – energie je dodávána ve formě elektrické energie. Využití u velkoplošných obrazovek, snímač CD, laserové tiskárny.
chemické lasery – energie je čerpána z chemických reakcí.
Fyzika atomového jádra
Rozměry jádra: řádově 10–15 m.
Složení jádra: protony (protonové číslo Z) , neutrony (neutronové číslo N) – společný název nukleony (nukleonové číslo A=Z+N)